探究電阻上電流與電壓的關(guān)系

1、探究電阻上電流與電壓的關(guān)系知識(shí)點(diǎn)一：電流跟電壓的關(guān)系：1. 提出問(wèn)題：電流與電壓有什么關(guān)系。2. 猜想與假設(shè)：電流與電壓成正比。3. 設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)：因電流與電壓、電阻均有關(guān)系，我們要研究電流與電壓的關(guān) 系，應(yīng)該采用控制變量法。即保持電阻不變，改變電阻兩端的電壓，研究電流與電壓的關(guān)系。器材：電流表、電壓表、定值電阻（1個(gè)）滑動(dòng)變阻器、電源開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線保持電阻不變，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，使電壓表的示數(shù)分別為iv、2v、3v, 并讀出電流表相應(yīng)的數(shù)值、填表。r=10q次數(shù)電壓u/v電流i/a110.1220. 2330. 35. 分析數(shù)據(jù)得結(jié)論：在電阻不變時(shí)，通過(guò)導(dǎo)體的電流和導(dǎo)體兩端的電壓成正比。6. 評(píng)估：本

2、實(shí)驗(yàn)只憑一組數(shù)據(jù)，就得出電流與電壓成正比的結(jié)論，缺乏普 遍性，應(yīng)換用不同阻值的電阻，重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)操作。注意：本實(shí)驗(yàn)中滑動(dòng)變阻器的作用有兩點(diǎn)：保護(hù)電路；改變定值電阻兩 端的電壓。實(shí)驗(yàn)中電壓的改變可采用多種方法：改變電池的節(jié)數(shù)；調(diào)節(jié)學(xué)生電源的調(diào)壓 旋鈕；移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片。例題：某小組在探究電流與電壓關(guān)系時(shí)，得到的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表：r=10o電壓u/v2v4v6v電流i/a0. 20. 40. 6(1) 分析數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)：在時(shí)，跟成比。(填“正”或“反”比)(2) 在坐標(biāo)紙上畫(huà)出u-i關(guān)系圖。u/v八6 4-»2b0 1 0.2 * 0a * 06(3)在本實(shí)驗(yàn)中，滑動(dòng)變阻器的作用除了保護(hù)電

3、路外，主要是答案：(1)電阻一定、導(dǎo)體中的電流、導(dǎo)體兩端的電壓、正(3)改變定值電阻兩端的電壓。解析：(1)注意在回答結(jié)論時(shí)一定要說(shuō)上前提條件即電阻不變。由表格可知 電流改變的倍數(shù)與電壓改變的倍數(shù)相等。即正比例關(guān)系。在結(jié)論中一定要說(shuō)電流 與電壓成正比，而不能說(shuō)反。這是因?yàn)橛须妷翰庞须娏鳎妷菏且?，電流是? 因此結(jié)論一定要說(shuō)電阻一定時(shí)，電流和電壓成正比。(2)做圖時(shí)，在坐標(biāo)上描出 對(duì)應(yīng)的點(diǎn)連線即可以。因?yàn)殡妷喝魹?,電流也為0,所以該圖象過(guò)原點(diǎn)。知識(shí)點(diǎn)二：電流與電阻的關(guān)系1. 提出問(wèn)題：電流和電阻之間有什么樣的關(guān)系？2. 猜想與假設(shè)：電流與電阻成反比。3. 設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)：仍使用控制變量法，即保持定

4、值電阻兩端的電壓不變，研究 電壓不變時(shí)，電流與電阻的關(guān)系。電路圖：4. 進(jìn)行實(shí)驗(yàn)： 按圖接好電路。 分別將50、10q、15q的定值電阻連入電路，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，使電壓 表示數(shù)保持3v不變，分別記下電流表的示數(shù)，填入表格。u=3v次數(shù)電阻r/q電流i/a15q0. 6210q0. 3315q0. 25. 分析數(shù)據(jù)得結(jié)論：電壓一定時(shí)，電流與電阻成反比注意：在本次實(shí)驗(yàn)中滑動(dòng)變阻器的作用：保護(hù)電路 調(diào)節(jié)定值電阻兩 端的電壓，使定值電阻兩端的電壓保持不變。例題在研究“電流與電阻關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中，小明同學(xué)將5q的電阻換為10 q的電阻后，他接著記下電流表的示數(shù)，發(fā)現(xiàn)電流由5q時(shí)的0. 3a,變?yōu)?0q 時(shí)的

5、05a,于是他得出電流與電阻不成反比的結(jié)論，他這樣操作得出的結(jié)論是 的。（填“正確”、“錯(cuò)誤”）因?yàn)椤＝馕觯何覀冊(cè)谘芯侩娏髋c電阻的關(guān)系時(shí)，改變電阻后，新?lián)Q入的電阻兩端電 壓會(huì)改變，必須調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，使電阻兩端電壓保持不變，才能記錄電流值， 得出正確結(jié)論。答案：錯(cuò)誤，他改變電阻后沒(méi)有保持電阻兩端的電壓不變。規(guī)律和方法指導(dǎo)：1. 若一個(gè)物理量與多個(gè)因素有關(guān)，我們要研究該量與其中一個(gè)因素的關(guān)系 時(shí)，要保持其他的因素不變，只改變這一因素。這種方法叫做控制變量法。利用 這種方法獲得結(jié)論時(shí)，一定要注明結(jié)論成立的前提條件。例如：影響電流的因素有電壓和電阻，若要研究電流和電壓的關(guān)系時(shí)，要保 持電阻不變，只改

6、變電壓。在得出結(jié)論時(shí)要指出：在電阻一定的條件下，電流與 電壓成正比。2. 在本節(jié)中探究的電流、電壓、電阻關(guān)系都是指同一段電路而言。注意i與r、u的同一性。例題講解例1、如下圖所示是某同學(xué)為探究“電流跟電壓、電阻關(guān)系”而設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)電路 圖，其中正確的是（）解析：設(shè)計(jì)與連接電路時(shí)，要注意電流表要串聯(lián)在被測(cè)電路中，電壓表要并聯(lián)在 被測(cè)電路兩端，而a、b選項(xiàng)恰恰相反；c選項(xiàng)電流表連接正確，電壓表測(cè)的是 電源電壓，不變，所以是錯(cuò)的。d選項(xiàng)是對(duì)的，電流表測(cè)電阻中的電流，電壓表 測(cè)電阻兩端電壓。答案：d升華：電流表、電壓表的正確接法是關(guān)鍵。舉一反三：某同學(xué)在做“研究電流跟電壓、電阻的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)時(shí)，得到了兩

7、組實(shí)驗(yàn)數(shù) 據(jù)，如下表所示，請(qǐng)將表格中的空格補(bǔ)充完整，并回答問(wèn)題（1）由表一中的數(shù)據(jù)可得到如下結(jié)論（2）由表二中的數(shù)據(jù)可得到如下結(jié)論電阻（q）電壓（v）電流530. 651. 259表一電壓（v）電阻（q）電流515100. 5515表二例2、為了探究電阻上的電流跟電壓的關(guān)系，小亮設(shè)計(jì)了如圖所示電路圖（甲） 請(qǐng)根據(jù)電路圖，用筆畫(huà)線代替導(dǎo)線將乙圖中的元件連成電路 在探究電流與電壓的關(guān)系時(shí)，應(yīng)保持不變，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器滑片的位置，改變 記下對(duì)應(yīng)的電流值 如果仍利用圖甲所示的電路探究電流跟電阻的關(guān)系，實(shí)驗(yàn)中記錄的數(shù)據(jù)如下表所示，對(duì)表格中的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析可歸納出的結(jié)論是電阻r/o51015電流i/a1. 2

8、10. 600. 39解析：根據(jù)電路圖連接實(shí)物元件時(shí)，注意元件的位置要與電路圖一一對(duì)應(yīng)，注意 電流表、電壓表量程的選擇，滑動(dòng)變阻器接入電路時(shí)接線柱不要選錯(cuò)，探究電流 與電壓的關(guān)系時(shí)，應(yīng)控制被探究的導(dǎo)體的電阻不變，通過(guò)滑動(dòng)變阻器改變它兩端 的電壓看通過(guò)導(dǎo)體的電流跟它兩端的電壓之間存在什么關(guān)系。分析表格中的數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，每次實(shí)驗(yàn)電流與電阻的乘積相同，即電壓一定電流 與電阻成反比答案：（1）如下圖所示（2）被研究導(dǎo)體的電阻、被研究導(dǎo)體兩端的電壓導(dǎo)體兩端的電壓一定時(shí)，導(dǎo)體中的電流跟它的電阻成反比升華：導(dǎo)體中的電流跟導(dǎo)體的電阻和它兩端的電壓兩個(gè)因素都有關(guān)。因此探究電 流與電壓的關(guān)系時(shí)應(yīng)采用“控制變量法”保證

9、電阻不變，只改變導(dǎo)體兩 端的電壓值。舉一反三某同學(xué)在探究“電流跟電壓的關(guān)系”時(shí)，應(yīng)保持不變，他根ii-據(jù)收集到的數(shù)據(jù)畫(huà)出了如圖所示圖象，你對(duì)這個(gè)圖象分析后得出的結(jié)論 是 鞏固練習(xí)一、選擇題：1. 關(guān)于電流跟電壓的關(guān)系，下列說(shuō)法正確的是（）a. 電流與電壓成正比b. 電流與電壓成反比c. 電阻一定時(shí)，導(dǎo)體兩端的電壓跟通過(guò)導(dǎo)體的電流成正比d. 電阻一定時(shí)，通過(guò)導(dǎo)體的電流跟這段導(dǎo)體兩端的電壓成正比2. 下列說(shuō)法正確的是（）a. 有電壓一定有電流b. 電壓越大，電流越大c. 兩節(jié)干電池在電路中產(chǎn)生的電流一定比一節(jié)干電池產(chǎn)生的電流大d. 以上說(shuō)法均不正確3. 如圖所示：電源電壓一定，開(kāi)關(guān)s閉合后，將滑動(dòng)

10、變阻器的滑片p向b端移動(dòng)時(shí)（）a. 電壓表v的示數(shù)變大b. 電壓表v?的示數(shù)變大c. 電流表a的示數(shù)變大0.燈l變亮4. 如圖所示電路中，當(dāng)ab兩點(diǎn)間接入10q電阻時(shí)，電流表的示數(shù)為0.5a,若 ab間改接20q電阻時(shí)，則電流表的示數(shù)（）a.等于 0. 25ab.小于 0. 25ac.大于0. 25ad.無(wú)法判斷5. 如圖所示，電源電壓不變，當(dāng)滑片p向右滑動(dòng)時(shí), 電流表和電壓表的讀數(shù)變化為（）a. a變小,v變大b. v不變,a減小c. a不變，v增大d. a不變，v不變二、實(shí)驗(yàn)探究：6. 某同學(xué)按圖所示電路圖連接電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，若保持ri不 變，并通過(guò)改變滑動(dòng)變阻器滑片p的位置，

11、使電壓表的示數(shù)分別為2v、4v、 6v時(shí)，電壓表v?、v和電流表a相應(yīng)的示數(shù)如下表所示：電壓表v的示數(shù)/v246電壓表v2的示數(shù)/v642電壓表v的示數(shù)/v888電流表a的示數(shù)/a0. 20. 40. 6(1) 對(duì)表格中三種電壓表的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，可歸納的結(jié)論是(2) 對(duì)表格中電壓表仏和電流表a的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，可歸納的結(jié)論是圖乙給出了該7. 如圖甲所示電路是研究電流跟電壓、電阻關(guān)系的電路圖,實(shí)驗(yàn)所用的實(shí)驗(yàn)元件。乙(1)用筆畫(huà)線代替導(dǎo)線，將圖乙中的元件按電路圖的要求連接起來(lái)，使線路 完整，并滿足當(dāng)滑片p放置d端時(shí)，電阻最大的條件；(2)現(xiàn)將該實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)，分別在表一、表二中列出。電壓u/v1. 53

12、4.5電流i/a0. 10. 20. 3表1電阻r=15q分析表1的數(shù)據(jù)可得結(jié)論:電阻r/q51020電流i/a0. 40. 20. 1表2電壓u=2v分析表2的數(shù)據(jù)可得結(jié)論:8某同學(xué)用圖甲所示的電路來(lái)驗(yàn)證電流與電阻的關(guān)系，所用器材有：電源(電壓 恒為3v)、5q、15q、20q的定值電阻各一，滑動(dòng)變阻器(t5q、1a”)一個(gè), 電流表、電壓表各一，開(kāi)關(guān)和導(dǎo)線若干。(1)用筆畫(huà)線代替導(dǎo)線完成右邊實(shí)物圖(注意量程的選擇)(2)在實(shí)驗(yàn)中，他始終控制定值電阻兩端的電壓為1.5v,進(jìn)行如下操作： 先將r用50的電阻接入電路中，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，讀出相應(yīng)電流值 再用10q的電阻替換5q的電阻連入電路，進(jìn)行實(shí)驗(yàn),讀出相應(yīng)的電流值。 再用20q的電阻替換10q的電阻連入電路，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)無(wú)法讀取與 20q電阻對(duì)應(yīng)的電流值，經(jīng)檢查，電路連接無(wú)誤，元件完好，出現(xiàn)這種情況的原 因可能是原因a。原因b。9.現(xiàn)要保持電壓u不變，探究電流i隨電阻r變化的情況：如8題甲圖(1) 第一次把15q的電阻接入電路，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的阻值，使電壓表的示 數(shù)為2.5v,讀取電流表示數(shù)。(2) 第二次將15q的換成10q,閉合開(kāi)關(guān)，電壓表的示數(shù)將，應(yīng)向移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，并詳細(xì)敘述你接下來(lái)的操作過(guò)程10研